物理學(xué)家近日證明，通過施加電場(chǎng)，兩個(gè)原子之間化學(xué)鍵的強(qiáng)度可以隨意調(diào)整。該成果將有助于設(shè)計(jì)分子級(jí)電子設(shè)備。
德國伊爾梅瑙工業(yè)大學(xué)的Jorg Kroger和丹麥技術(shù)大學(xué)的Susanne Leitherer與合作者設(shè)計(jì)的這種新方法，主要利用一種名為原子力顯微鏡的成像設(shè)備，該設(shè)備有一個(gè)能探測(cè)樣品的探針。同時(shí)，研究人員使用的原子力顯微鏡觸控筆的頂端裝有一個(gè)金原子。
研究人員將原子力顯微鏡觸控筆的尖端接觸到單原子厚度的石墨烯薄片，這樣金原子和碳原子就會(huì)形成共價(jià)鍵，并且兩個(gè)原子之間能夠共享電子。然后，該團(tuán)隊(duì)在薄片表面和原子力顯微鏡尖端之間施加了電場(chǎng)。
通過改變磁場(chǎng)的方向和強(qiáng)度，研究人員可以增強(qiáng)或減弱金—碳鍵。當(dāng)輕輕收回原子力顯微鏡筆尖時(shí)，石墨烯薄片就會(huì)被拉離其所附著的表面。
例如，研究人員將原子力顯微鏡末端的單個(gè)金(Au)原子與碳化硅(SiC)上的石墨烯碳(C)原子之間的極性共價(jià)鍵暴露在外電場(chǎng)中。對(duì)于相同場(chǎng)取向，Au─C鍵足以承受部分分離的石墨烯的機(jī)械載荷，而對(duì)于相反的場(chǎng)取向，該鍵很容易斷裂。研究人員通過揭示反映鍵的極性特征的鍵力支持了實(shí)驗(yàn)觀測(cè)。換句話說，場(chǎng)誘導(dǎo)的原子軌道間電荷轉(zhuǎn)移改變了不同電負(fù)性反應(yīng)伙伴的極性和Au─C鍵強(qiáng)度。
